JP2000056224A - 可変焦点距離レンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型の少ないレンズ枚数で高変倍比の可変焦点
距離レンズ系を提供する。 【解決手段】物体側より順に、正屈折力を有する第１レ
ンズ群と、正屈折力を有する第２レンズ群と、負屈折力
を有する第３レンズ群を有し、広角端状態より望遠端状
態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ
群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように、す
べてのレンズ群が物体側へ移動し、前記第２レンズ群
は、両凹レンズと正レンズからなる接合負レンズを含む
負部分群と、その像側に配置され、正レンズ成分だけで
構成される正部分群とで構成され、開口絞りが前記負部
分群と前記正部分群との間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の可変焦点距
離レンズ系に関し、特に少ないレンズ枚数で高変倍比の
可変焦点距離レンズ系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズシャッター式カメラでは、
ズームレンズを備えたカメラが一般的である。レンズシ
ャッター式カメラは、携帯性（小型・軽量に優れるこ
と）が重視され、カメラ本体の小型化・軽量化に従っ
て、撮影レンズも小型化・軽量化が図られてきた。

【０００３】ズームレンズが一般的になるに従って、望
遠端状態での焦点距離が大きく（つまり被写体により近
づいた撮影が行える）、変倍比（望遠端状態での焦点距
離を広角端状態での焦点距離で割った値）が大きな（つ
まり撮影の自由度が高い）ズームレンズに関する提案が
種々なされてきた。これらのズームレンズは、望遠端状
態での焦点距離が大きく、従って望遠端状態でのレンズ
全長も大きく、携帯性に不都合が生じてしまうので、携
帯時には隣合うレンズ群同士の間隔が最小となるような
状態でカメラ本体内に格納して、使用時以外は携帯性を
向上させていた。

【０００４】鏡筒は多重構造とし、各部分鏡筒がほぼ完
全に重なるように格納することで、携帯性を向上させて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、望遠端
状態での焦点距離が大きくなるに従って、鏡筒も望遠端
状態で大きくなるため、鏡筒を構成する各部分鏡筒も大
きくなり、結果的に携帯性に不都合が生じてしまった。
部分鏡筒の数を増やし、各部分鏡筒の長さを小さくし
て、格納状態でカメラ本体の厚みを減らすことも考えら
れるが、逆に、鏡筒径が太くなりカメラ本体の高さと幅
の増大を招くので好ましくない。

【０００６】また、光学設計上、望遠端状態でのレンズ
全長を短縮することで、上記不都合の回避も考えられる
が、従来のズームレンズでレンズ全長を短くするには、
各レンズ群の屈折力を強めるか、あるいは可動レンズ群
を増やすことが必要であり、いずれの場合もレンズ枚数
の増大を引き起こすので、軽量化に不都合であった。本
発明の目的は、以上の問題点を解決し、小型で高変倍化
に適した可変焦点距離レンズ系を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、物体側より順に、正屈折力を有する第１レ
ンズ群と、正屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折
力を有する第３レンズ群を有し、広角端状態より望遠端
状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群
と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３
レンズ群との間隔が減少するように、すべてのレンズ群
が物体側へ移動し、第２レンズ群が、両凹レンズと正レ
ンズからなる接合負レンズを含む負部分群と、その像側
に配置され、正レンズ成分だけで構成される正部分群と
で構成され、開口絞りが負部分群と正部分群との間に配
置されることにより問題点の解決を図るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明による可変焦点距離
レンズ系の構成について説明する。本発明による可変焦
点距離レンズ系は、物体側より順に、正屈折力を有する
第１レンズ群と、正屈折力を有する第２レンズ群と、負
屈折力を有する第３レンズ群を有し、広角端状態（焦点
距離がもっとも短いレンズ位置状態）から望遠端状態
（焦点距離がもっとも長いレンズ位置状態）までレンズ
位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群
との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間
隔が減少するように、３つのレンズ群すべてが物体側へ
移動する。その結果、レンズ系全体での焦点距離が大き
くなる。

【０００９】次に、各レンズ群の機能について説明す
る。最も像側に配置される第３レンズ群は負屈折力を有
し、第１レンズ群と第２レンズ群により形成される被写
体像を拡大し、レンズ全長を短縮する。そして、広角端
状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際
に、第３レンズ群が物体側へ移動する。これにより、第
３レンズ群による上記被写体像の拡大率（これは第３レ
ンズ群の横倍率に相当する）が増大する。

【００１０】第１レンズ群と第２レンズ群は光束を収斂
させる機能を有し、特に第１レンズ群は望遠端状態で収
斂作用を強める。本発明では、正屈折力を有する第１レ
ンズ群と第２レンズ群が、広角端状態では隣接するよう
に配置され、望遠端状態に向ってレンズ位置状態が変化
する際に、それらレンズ群の間隔が増大するように移動
する。また、広角端状態で、第２レンズ群と第３レンズ
群とが間隔を広げて配置され、望遠端状態までレンズ位
置状態が変化するにつれ、その間隔が減少するように移
動する。

【００１１】このように移動させることにより、広角端
状態では軸外光束が第３レンズ群の光軸から離れた位置
を通過するので、広角端状態で発生する軸外収差を第３
レンズ群により補正することができ、望遠端状態では軸
外光束が第１レンズ群の光軸から離れた位置を通過する
ので、望遠端状態で発生する軸外収差を第１レンズ群に
より補正することができる。

【００１２】また、広角端状態から望遠端状態までレン
ズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群を通過する軸
外光束の位置が光軸から離れ、同時に第３レンズ群を通
過する軸外光束の位置が光軸に近づくことを利用して、
レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動
を良好に補正した。次に、第２レンズ群の構成について
説明する。

【００１３】本発明では少ないレンズ枚数で高変倍化を
達成するために、第２レンズ群の中央付近、すなわち第
２レンズ群を構成する負部分群と正部分群との間に開口
絞りを配置する。従来から、正正負３群タイプでは、開
口絞りは第２レンズ群の物体側や像側に隣接して配置す
るか、あるいは第２レンズ群中に配置して、レンズ位置
状態が変化する際に第２レンズ群と一体的に移動させる
のが一般的であった。これは、絞り径が小さく、シャッ
ターユニットの小型化に適切であると同時に、収差補正
上、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の
変動を補正するのに適しているからであった。

【００１４】しかし、開口絞りが第２レンズ群の物体側
に隣接して配置される場合、広角端状態で第３レンズ群
を通過する軸外光束が、光軸から離れてしまうという不
都合が生じる。逆に、開口絞りが第２レンズ群の像側に
配置される場合、望遠端状態で第２レンズ群と第３レン
ズ群との間に、シャッターを配置するスペースが必要と
なるため、レンズ全長の短縮化が困難である。

【００１５】広角端状態で充分なバックフォーカスを確
保するために、第２レンズ群の構成として、開口絞りの
物体側に負部分群を配置し、像側に正部分群を配置し
た。また、第２レンズ群で発生する色収差を補正するた
めに、負部分群中に両凹レンズと正レンズとの接合負レ
ンズを配置した。正部分群中に負レンズ成分を配置する
と、第３レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ
て、レンズ径の小型化が充分達成できないので、正部分
群を正レンズ成分だけで構成した。

【００１６】以下、各条件式について説明する．本発明
の可変焦点距離光学系は、次の条件式（１）を満足する
ことが望ましい。 （１） ０．０５＜Ｄａ／ｆ２＜０．１５ 但し、 Ｄａ：前記第２レンズ群中の、前記負部分群と前記正部
分群との軸上空気間隔 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 条件式（１）は、第２レンズ群の負部分群と正部分群と
の間に形成される空気間隔を規定する条件式である。

【００１７】条件式（１）の上限値を上回った場合、望
遠端状態でレンズ全長が大型化して、携帯性を損ねてし
まう。逆に、下限値を下回った場合、負部分群と正部分
群の屈折力がそれぞれ強くなるため、広角端状態におい
て、第２レンズ群単独で発生する軸外収差が良好に補正
できず、所定の光学性能が得られない。本発明において
は、より小型化を図るために、第２レンズ群の正部分群
中に非球面レンズを配置することが望ましい。第２レン
ズ群の負部分群と正部分群のそれぞれで発生する球面収
差が良好に補正できていないと、全系でのコマ収差が発
生しやすくなる。しかし、小型化を図るために負部分群
と正部分群との間隔を狭めると、負部分群と正部分群の
屈折力がそれぞれ強くなり、特に正部分群で発生する負
の球面収差が良好に補正できなくなるため、非球面レン
ズを導入して負の球面収差を良好に補正することが望ま
しい。

【００１８】ところで、本発明においては、広角端状態
で、より高性能化を図るために以下の条件式（２）を満
足することが望ましい。 （２）２＜｜ｒｂ｜／Ｄｂ＜３ 条件式（２）は、第２レンズ群の最もも物体側に位置す
るレンズ面の曲率半径を規定する条件式である。

【００１９】本発明では、広角端状態で充分なバックフ
ォーカスを得るために、第２レンズ群の負部分群は強い
負屈折力を有する。このため、第２レンズ群の最も物体
側のレンズ面が物体側に強い曲率の凹レンズ面となって
おり、特に広角端状態で軸外収差が発生しやすい。条件
式（２）の上限値を上回った場合、広角端状態で充分な
バックフォーカスが確保できず、第３レンズ群のレンズ
径が大型化してしまう。

【００２０】逆に、条件式（２）の下限値を下回った場
合、広角端状態で発生する軸外収差を充分に補正しきれ
ず、高性能化が図れない。なお、望遠端状態でのレンズ
全長の短縮化を同時に図るには、条件式（２）の上限値
を２．７とすることがより望ましい。さらに、広角端状
態で、より高性能化を図るには条件式（２）の下限値を
２．２とすることがより好ましい。

【００２１】高変倍化と高性能化の両立を図るには、各
レンズ群毎に発生する球面収差を良好に補正することが
肝要である。一般的に、球面収差を補正するには正レン
ズと負レンズを組み合せて用いることが望ましく、本発
明においては、第１レンズ群と第３レンズ群がそれぞれ
少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成され
ることが望ましい。

【００２２】特に、小型化を重視するには、第３レンズ
群が少なくとも正レンズとその像側に配置される負レン
ズの２枚で構成されることが望ましく、より小型化を図
るには、第１レンズ群が少なくとも正レンズとその像側
に配置される負レンズで構成されることが望ましい。本
発明においては、レンズ径の小型化と高性能化とのバラ
ンスを取るために、以下の条件式（３）を満足すること
が望ましい。 （３）０．６＜ｆ3N／ｆ３＜０．９ 条件式（３）の上限値を上回った場合、第３レンズ群を
通過する軸外光束が光軸から離れてレンズ径が大型化し
てしまう。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場
合、広角端状態で画角によるコマ収差の変動が良好に補
正できず、高性能化が図れない。

【００２３】本発明において、構成の簡易化と高性能化
を同時に図るには、第１レンズ群が両凸レンズと物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合正レンズだけ
で構成されることが望ましく、以下の条件式（４）を満
足することが望ましい。 （４）２．５＜｜ｒａ｜／Ｄｃ 条件式（４）の下限値を下回った場合、広角端状態でコ
マ収差の補正状態が波長によって大きく変化してしまう
ので、所定の光学性能が得られない。

【００２４】なお、本発明では、第１レンズ群で発生す
る負の球面収差を良好に補正して、高性能化を図るに
は、条件式（４）の上限値を６とすることがより望まし
い。本発明においては、レンズの材料としてプラスチッ
ク材料を導入することにより、軽量化や低コスト化を図
ることも可能である。プラスチック材料は、ガラス材料
に比べて低温での成型が可能であり、加工が行いやす
く、低コスト化に適している。また、ズームレンズを保
持する鏡筒がプラスチック材料で作られている場合に
は、温度の変化によって鏡筒の長さが変化するため、プ
ラスチック材料で成形されたレンズを用いることで、温
度の変化による鏡筒の長さの変化に伴う像面位置の変動
を緩和させることも可能である。

【００２５】本発明では、第３レンズ群中に配置される
正レンズをプラスチック材料とした場合に、低コスト化
と高性能化が同時に達成できるので、最も好ましい。こ
れは、ガラス非球面レンズに比べて、プラスチック非球
面レンズの方が軽量であり、且つ低コスト化が図れ、望
遠端状態でレンズ径に比べて光束の通過する範囲が小さ
いため、面精度が極めて高い状態でなくても、所定の光
学性能が達成できるからである。

【００２６】本発明においては、別の観点によれば、撮
影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブ
レ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを検
出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わ
せ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ
群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏
心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、
検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レ
ンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正する
ことで防振光学系とすることが可能である。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明による各実施例について説明
する。図１は、本発明の各実施例による可変焦点距離レ
ンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正
屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ
２、及び負屈折力の第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群
で構成され、広角端状態より望遠端状態まで焦点距離が
変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と
の間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３
との間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側
へ移動する。

【００２８】非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙ、
高さｙのおける光軸方向の変位量をｘ、基準の曲率を
ｃ、円錐定数をκ、非球面係数をＣ4、Ｃ6、Ｃ8、Ｃ10
としたとき、以下の数式（ａ）で表わされる。 （ａ） ｘ＝ｃ・ｙ2／｛１＋（１−κ・ｃ2・ｙ2）1/
2｝＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10 数式（ａ）中のｃ2、ｙ2、ｙ4、ｙ6、ｙ8、ｙ10 の各数
字は累乗を表わす指数であり、1/2は（１−κ・ｃ2・ｙ
2）の平方根を表わす。 〔第１実施例〕図２は、本発明の第１実施例にかかる可
変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。

【００２９】図２の可変焦点距離レンズ系において、物
体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合
レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レン
ズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の
正レンズＬ２２と、像側に凸面を向けたメニスカス形状
の正レンズＬ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は、両
凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けたメニ
スカス形状の負レンズＬ３２で構成される。開口絞りＳ
はレンズ成分Ｌ２１とＬ２２との間に配置され、レンズ
位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と一体的に
移動する。

【００３０】第１実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分
群、レンズ成分Ｌ２２とＬ２３とが正部分群を形成す
る。以下の表１に、本発明における第１実施例の諸元の
値を掲げる。表１において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦ
ナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=58
7.6nm）に対する値である。

【００３１】

【表１】 ｆ 39.50 〜 64.69 〜 88.59 〜 114.00 ＦNO 5.58 〜 8.36 〜 10.38 〜 12.00 ２ω 57.72 〜 35.68 〜 26.65 〜 20.94゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 23.2614 2.50 1.48749 70.45 2 -32.4105 0.80 1.78472 25.70 3 -62.3768 (D3) 1.0 4 -16.1517 0.80 1.80450 39.63 5 27.0560 1.75 1.80518 25.46 6 -51.2687 3.70 1.0 7 0.0000 0.25 1.0 (開口絞り) 8 60.5866 1.30 1.51680 64.20 9 -29.7358 0.10 1.0 10 -102.2844 1.65 1.49700 81.61 11 -15.5041 (D11) 1.0 12 1848.4711 2.30 1.58518 30.24 13 -54.5831 4.75 1.0 14 -10.0173 1.00 1.77250 49.61 15 -63.1185 (Bf) 1.0 第９面と第１２面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。１０の後の負数は、指数を表わす。 ［第９面］ κ＝ 5.4686 Ｃ4 ＝+6.6789×10−5 Ｃ6 ＝+1.4158×10−6 Ｃ8 ＝-7.6833×10−8 Ｃ10＝+1.8226×10−9 ［第１２面］ κ＝11.0000 Ｃ4 ＝+7.9012×10−5 Ｃ6 ＝+3.9289×10−7 Ｃ8 ＝-1.6451×10−9 Ｃ10＝+5.2184×10−１1 （可変間隔表） ｆ 39.4994 64.6878 88.5947 113.9980 D3 1.0000 3.8761 6.7521 9.6282 D11 12.8057 6.8790 3.6130 1.0000 BF 10.8016 27.9828 42.5032 56.3708 ｆ２＝41.3596 ｆ3N＝-15.5411 ｆ３＝-20.0050 （条件対応値） （１）Ｄａ／ｆ２ ＝０．０９１ （２）｜ｒｂ｜／Ｄｂ＝２．５８４ （３）ｆ3N／ｆ３ ＝０．７７７ （４）｜ｒａ｜／Ｄｃ＝４．０２６ 図３より図６は本発明の第１実施例の諸収差図を示し、
図３より図６はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.50）、第
１中間焦点距離状態（ｆ＝64.69）、第２中間焦点距離
状態（ｆ＝88.59 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）での無
限遠合焦状態における諸収差図を表わす。

【００３２】図３より図６の各収差図において、球面収
差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディショ
ン（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、非点収差図中
の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示
す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、１
５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を表
わす。

【００３３】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。 〔第２実施例〕図７は、本発明の第２実施例にかかる可
変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。

【００３４】図７の可変焦点距離レンズ系において、物
体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合
レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レン
ズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状の
正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は、物体
側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１と、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２
で構成される。開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２
との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第
２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

【００３５】第２実施例ではレンズ成分Ｌ２１が負部分
群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群を形成する。以下の表
２に、本発明における第２実施例の諸元の値を掲げる。
表２において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、
２ωは画角を表し、屈折率はｄ線（λ=587.6nm）に対す
る値である。

【００３６】

【表２】 ｆ 39.50 〜 56.26 〜 79.99 〜 114.00 ＦNO 5.44 〜 7.33 〜 9.51 〜 11.82 ２ω 55.71 〜 40.47 〜 29.24 〜 20.96゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 23.8089 2.20 1.48749 70.45 2 -35.9729 0.80 1.75520 27.53 3 -76.7647 (D3) 1.0 4 -15.2401 0.80 1.80610 40.73 5 87.2668 1.80 1.67270 32.17 6 -39.8069 3.65 1.0 7 0.0000 0.25 1.0 (開口絞り) 8 44.5550 2.05 1.51450 63.05 9 -13.7692 (D9) 1.0 10 -192.0902 1.90 1.58518 30.24 11 -42.9631 4.80 1.0 12 -10.0063 1.00 1.77250 49.61 13 -54.2285 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。１０の後の負数は、指数を表わす。 ［第９面］ κ＝-0.5889 Ｃ4 ＝-4.0700×10−6 Ｃ6 ＝+6.4844×10−7 Ｃ8 ＝-5.2945×10−8 Ｃ10＝+1.3242×10−9 ［第１０面］ κ＝11.0000 Ｃ4 ＝+9.1796×10−5 Ｃ6 ＝-3.5229×10−7 Ｃ8 ＝+1.7003×10−8 Ｃ10＝-9.9028×10−１1 （可変間隔表） ｆ 39.4992 56.2572 79.9935 113.9960 D3 1.0000 2.9729 6.0296 10.1841 D9 12.6723 8.2351 4.4930 1.0000 BF 10.9080 22.8390 38.1914 57.5635 ｆ２＝40.3728 ｆ3N＝-16.0423 ｆ３＝-20.4726 （条件対応値） （１）Ｄａ／ｆ２ ＝０．０９７ （２）｜ｒｂ｜／Ｄｂ＝２．４３８ （３）ｆ3N／ｆ３ ＝０．７８４ （４）｜ｒａ｜／Ｄｃ＝４．４６９ 図８より図１１は本発明の第２実施例の諸収差図を示
し、図８より図１１はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.5
0）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝56.26）、第２中間焦
点距離状態（ｆ＝79.99 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）
での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。

【００３７】図８より図１１の各収差図において、球面
収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディシ
ョン（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、非点収差図
中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を
示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．８、
１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射角を
表わす。

【００３８】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。 〔第３実施例〕図１２は、本発明の第３実施例にかかる
可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。

【００３９】図１２の可変焦点距離レンズ系において、
物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接
合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レ
ンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状
の正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２
で構成される。

【００４０】開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２と
の間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２
レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。第３実施例ではレン
ズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群
を形成する。以下の表３に、本発明における第３実施例
の諸元の値を掲げる。表３において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線
（λ=587.6nm）に対する値である。

【００４１】

【表３】 ｆ 39.50 〜 64.73 〜 88.62 〜 114.00 ＦNO 5.51 〜 8.29 〜 10.34 〜 12.01 ２ω 55.71 〜 35.66 〜 26.65 〜 20.96゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 23.8475 2.25 1.48749 70.45 2 -35.2112 0.80 1.75520 27.53 3 -75.9568 (D3) 1.0 4 -15.2157 0.80 1.83500 42.97 5 154.0292 1.60 1.63980 34.57 6 -34.3204 3.75 1.0 7 0.0000 0.25 1.0 (開口絞り) 8 45.1167 2.05 1.51680 64.20 9 -13.8005 (D9) 1.0 10 -227.6309 1.90 1.58518 30.24 11 -43.1807 4.75 1.0 12 -9.9957 1.00 1.77250 49.61 13 -55.8648 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。１０の後の負数は、指数を表わす。 ［第９面］ κ＝-0.8235 Ｃ4 ＝-1.8912×10−5 Ｃ6 ＝+1.5166×10−6 Ｃ8 ＝-1.1317×10−7 Ｃ10＝+2.6919×10−9 ［第１０面］ κ＝-9.0000 Ｃ4 ＝+9.2429×10−5 Ｃ6 ＝-3.3142×10−7 Ｃ8 ＝+1.5944×10−8 Ｃ10＝-8.7616×10−１1 （可変間隔表） ｆ 39.4992 64.7274 88.6233 113.9960 D3 1.0000 4.0689 7.1378 10.2067 D9 12.6520 6.6793 3.4489 0.9000 BF 10.9685 28.5819 43.4530 57.6425 ｆ２＝40.2275 ｆ3N＝-15.9103 ｆ３＝-20.4842 （条件対応値） （１）Ｄａ／ｆ２ ＝０．０９９ （２）｜ｒｂ｜／Ｄｂ＝２．３９６ （３）ｆ3N／ｆ３ ＝０．７７７ （４）｜ｒａ｜／Ｄｃ＝４．４２９ 図１３より図１６は本発明の第３実施例の諸収差図を示
し、図１３より図１６はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.5
0）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝64.73）、第２中間焦
点距離状態（ｆ＝88.62 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）
での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。

【００４２】図１３より図１６の各収差図において、球
面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディ
ション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、非点収差
図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面
を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．
８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射
角を表わす。

【００４３】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。 〔第４実施例〕図１７は、本発明の第４実施例にかかる
可変焦点距離レンズ系のレンズ構成を示す図である。

【００４４】図１７の可変焦点距離レンズ系において、
物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接
合レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、両凹レ
ンズと両凸レンズとの接合負レンズＬ２１と、両凸形状
の正レンズＬ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は、物
体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３１、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３２
で構成される。

【００４５】開口絞りＳはレンズ成分Ｌ２１とＬ２２と
の間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に、第２
レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。第４実施例ではレン
ズ成分Ｌ２１が負部分群、レンズ成分Ｌ２２が正部分群
を形成する。以下の表４に、本発明における第４実施例
の諸元の値を掲げる。表４において、ｆは焦点距離を、
ＦNOはＦナンバーを、２ωは画角を表し、屈折率はｄ線
（λ=587.6nm）に対する値である。

【００４６】

【表４】 ｆ 39.50 〜 63.30 〜 86.15 〜 114.00 ＦNO 5.56 〜 8.21 〜 10.30 〜 12.00 ２ω 55.79 〜 36.37 〜 27.35 〜 20.96゜ 面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数 1 24.7634 3.20 1.48749 70.45 2 -32.4477 0.80 1.75520 27.53 3 -66.5942 (D3) 1.0 4 -15.0180 0.80 1.83400 37.35 5 50.2532 1.55 1.72825 28.31 6 -39.9176 3.80 1.0 7 0.0000 0.20 1.0 (開口絞り) 8 40.5483 1.95 1.51450 63.05 9 -13.5100 (D9) 1.0 10 -219.5732 2.00 1.58518 30.24 11 -49.2884 4.95 1.0 12 -9.7022 1.00 1.77250 49.61 13 -44.4684 (Bf) 1.0 第９面と第１０面は非球面であり、非球面係数は以下に
示す通りである。１０の後の負数は、指数を表わす。 ［第９面］ κ＝+0.9644 Ｃ4 ＝+7.3366×10−5 Ｃ6 ＝+9.4106×10−7 Ｃ8 ＝-7.6761×10−8 Ｃ10＝+2.0879×10−9 ［第１０面］ κ＝+1.4803 Ｃ4 ＝+9.4886×10−5 Ｃ6 ＝-3.9460×10−7 Ｃ8 ＝+2.1789×10−8 Ｃ10＝-1.4294×10−１0 （可変間隔表） ｆ 39.5000 63.3011 86.1460 114.0001 D3 1.0000 3.9044 6.8509 10.2745 D9 12.4539 6.8336 3.7061 0.9000 BF 10.6918 27.0792 41.1496 56.4256 ｆ２＝44.2791 ｆ3N＝-16.2685 ｆ３＝-20.1188 （条件対応値） （１）Ｄａ／ｆ２ ＝０．０９０ （２）｜ｒｂ｜／Ｄｂ＝２．４４２ （３）ｆ3N／ｆ３ ＝０．８０９ （４）｜ｒａ｜／Ｄｃ＝４．０８１ 図１８より図２１は本発明の第４実施例の諸収差図を示
し、図１８より図２１はそれぞれ広角端状態（ｆ＝39.5
0）、第１中間焦点距離状態（ｆ＝63.30）、第２中間焦
点距離状態（ｆ＝86.15 ）、望遠端状態（ｆ＝114.00）
での無限遠合焦状態における諸収差図を表わす。

【００４７】図１８より図２１の各収差図において、球
面収差図中の実線は球面収差、破線はサイン・コンディ
ション（正弦条件）を示す。Ｙは像高を示し、非点収差
図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面
を示す。コマ収差図は、像高Ｙ＝０、５．４、１０．
８、１５．１、２１．６でのコマ収差を表し、Ａは入射
角を表わす。

【００４８】各収差図から、本実施例は諸収差が良好に
補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、少ない構成枚数であり
ながら、小型で高変倍比の可変焦点距離レンズ系が達成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例のかかる可変焦点距離レンズ
系の屈折力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態
（Ｔ）への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示
す図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる可変焦点距離レン
ズ系のレンズ構成を示す図である。

【図３】第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態に
おける諸収差図である。

【図４】第１実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠
合焦状態における諸収差図である。

【図５】第１実施例の第２中間焦点距離状態での無限遠
合焦状態における諸収差図である。

【図６】第１実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態に
おける諸収差図である。

【図７】本発明の第２実施例にかかる可変焦点距離レン
ズ系のレンズ構成を示す図である。

【図８】第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態に
おける諸収差図である。

【図９】第２実施例の第１中間焦点距離状態での無限遠
合焦状態における諸収差図である。

【図１０】第２実施例の第２中間焦点距離状態での無限
遠合焦状態における諸収差図である。

【図１１】第２実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
における諸収差図である。

【図１２】本発明の第３実施例にかかる可変焦点距離レ
ンズ系のレンズ構成を示す図である。

【図１３】第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態
における諸収差図である。

【図１４】第３実施例の第１中間焦点距離状態での無限
遠合焦状態における諸収差図である。

【図１５】第３実施例の第２中間焦点距離状態での無限
遠合焦状態における諸収差図である。

【図１６】第３実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
における諸収差図である。

【図１７】本発明の第４実施例にかかる可変焦点距離レ
ンズ系のレンズ構成を示す図である。

【図１８】第４実施例の広角端状態での無限遠合焦状態
における諸収差図である。

【図１９】第４実施例の第１中間焦点距離状態での無限
遠合焦状態における諸収差図である。

【図２０】第４実施例の第２中間焦点距離状態での無限
遠合焦状態における諸収差図である。

【図２１】第４実施例の望遠端状態での無限遠合焦状態
における諸収差図である。

【符号の説明】

Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｌｉ 各レンズ成分 Ｓ 開口絞り

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に、正屈折力を有する第１
   レンズ群と、正屈折力を有する第２レンズ群と、負屈折
   力を有する第３レンズ群を有し、 広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化す
   る際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔
   が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
   隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動
   し、 前記第２レンズ群は、両凹レンズと正レンズからなる接
   合負レンズを含む負部分群と、その像側に配置され、正
   レンズ成分だけで構成される正部分群とで構成され、 開口絞りが前記負部分群と前記正部分群との間に配置さ
   れることを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
2. 【請求項２】 請求項１記載の可変焦点距離レンズ系に
   おいて、 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする可変焦
   点距離レンズ系。 （１） ０．０５＜Ｄａ／ｆ２＜０．１５ 但し、 Ｄａ：前記第２レンズ群中の、前記負部分群と前記正部
   分群との軸上空気間隔 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
3. 【請求項３】 請求項１乃至２記載の可変焦点距離レン
   ズ系において、 前記第２レンズ群中の前記正部分群に配置される前記正
   レンズ成分が、非球面を含むことを特徴とする可変焦点
   距離レンズ系。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の可変焦点距離レン
   ズ系において、 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする可変焦
   点距離レンズ系。 （２） ２＜｜ｒｂ｜／Ｄｂ＜３ 但し、 ｒｂ：前記第２レンズ群中の、最も物体側に配置される
   レンズ面の曲率半径 Ｄｂ：広角端状態における前記第２レンズ群中の、最も
   物体側に配置されるレンズ面から開口絞りまでの軸上距
   離
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載の可変焦点距離レン
   ズ系において、 前記第１レンズ群が、少なくとも１枚の正レンズと１枚
   の負レンズを有し、 前記第３レンズ群が、少なくとも１枚の正レンズと１枚
   の正レンズを有することを特徴とする可変焦点距離レン
   ズ系。
6. 【請求項６】 請求項５記載の可変焦点距離レンズ系に
   おいて、 前記第３レンズ群が、正レンズとその像側に配置される
   負レンズで構成されることを特徴とする可変焦点距離レ
   ンズ系。
7. 【請求項７】 請求項５あるいは６記載の可変焦点距離
   レンズ系において、 前記第１レンズ群が、正レンズとその像側に配置される
   負レンズで構成されることを特徴とする可変焦点距離レ
   ンズ系。
8. 【請求項８】 請求項７記載の可変焦点距離レンズ系に
   おいて、 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする可変焦
   点距離レンズ系。 （３） ０．６＜ｆ3N／ｆ３＜０．９ 但し、 ｆ3N：前記第３レンズ群のもっとも像側に配置される負
   レンズの焦点距離 （ｆ3N＜０） ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 （ｆ３＜０）
9. 【請求項９】 請求項５乃至８記載の可変焦点距離レン
   ズ系において、 前記第１レンズ群が、両凸レンズと物体側に凹面を向け
   た負メニスカスレンズとの接合レンズで構成され、 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする可変焦
   点距離レンズ系。 （４） ２．５＜｜ｒａ｜／Ｄｃ 但し、 ｒａ：前記第１レンズ群を構成する接合レンズの接合面
   の曲率半径 （ｒａ＜０） Ｄｃ：広角端状態における前記第１レンズ群を構成する
   接合レンズの、接合面から開口絞りまでの軸上距離